分析自動(dòng)抄表技術(shù)在電能計(jì)量領(lǐng)域中的應(yīng)用

陳浩 周柳

摘要：自動(dòng)抄表技術(shù)有機(jī)結(jié)合了計(jì)算機(jī)、通信、電子等現(xiàn)代科技，具有精確度高、速度快、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，應(yīng)用于電能計(jì)量領(lǐng)域可以有效克服傳統(tǒng)人工抄表工作中勞動(dòng)強(qiáng)度高、誤差大等缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)抄表技術(shù)；電能計(jì)量；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：FU88 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）20-0188-01

電能綜合計(jì)量管理是現(xiàn)代電力營銷研究的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)，傳統(tǒng)人工抄表進(jìn)行電能統(tǒng)計(jì)是通過抄表人員定期登門抄表、手動(dòng)校核等復(fù)雜過程完成。電力運(yùn)營商對(duì)電能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性等方面都受到抄表人員人為因素的影響，存在明顯不足。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力用戶對(duì)供電可靠性及電能質(zhì)量方面的要求有了明顯提高。因此，電力運(yùn)營商為了提高電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的效率，建立新型的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)已成為提高電能服務(wù)質(zhì)量的綜合發(fā)展需要。

1 電能自動(dòng)抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)

電能自動(dòng)抄表系統(tǒng)作為一種分布式系統(tǒng)，首先通過數(shù)據(jù)收集器把用戶、企業(yè)的使用電力數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，把采集到的數(shù)據(jù)使用通信網(wǎng)絡(luò)傳送到集中器，數(shù)據(jù)集中器的功能主要是抄表和中轉(zhuǎn)，集中存儲(chǔ)的計(jì)量數(shù)據(jù)通過上行通道傳送到電能自動(dòng)抄表系統(tǒng)中，進(jìn)而進(jìn)行電能數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理。典型的電能自動(dòng)抄表系統(tǒng)的組成主要包括三部分：前端電能自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)綜合通信、電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

1.1 前端電能自動(dòng)采集系統(tǒng)

根據(jù)對(duì)電能計(jì)量收集數(shù)據(jù)方法的不同，可以將電能自動(dòng)抄表系統(tǒng)分為本地和遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)。本地自動(dòng)抄表系統(tǒng)通過把用戶的使用電量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外信號(hào)，抄表員工只需要攜帶抄表計(jì)算機(jī)就可以做到數(shù)據(jù)的收集。遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)是將用戶的使用電量數(shù)據(jù)以脈沖的方式向上級(jí)采集設(shè)備傳輸。

1.2 數(shù)據(jù)綜合通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)綜合通信系統(tǒng)是將前端電能自動(dòng)采集系統(tǒng)采集到的電能數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷d波集中器，然后再通過通信通道將數(shù)據(jù)傳送到控制中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶電能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。根據(jù)通信介質(zhì)的差異，可以將通信子系統(tǒng)分為光纖、無線、電話線、低壓電力線載波線路通信等。

1.2.1 光纖線路通信。這種通信模式的特點(diǎn)是傳輸快、傳送遠(yuǎn)、抗干擾，但是其安裝成本較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)于分散數(shù)據(jù)而言，不利于集中傳送，因此主要是用于對(duì)重要數(shù)據(jù)的傳送。

1.2.2 無線通信。對(duì)于那些很分散而且分布范圍廣闊的用戶，非常適合使用無線通信。這種通信技術(shù)的傳送距離遠(yuǎn)，其原理是通過使用特定頻率波段把分散用戶的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行通信傳播。同時(shí)隨著無線通信技術(shù)的日漸成熟，遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，但是它的檢修維護(hù)難度較大，而且容易受到其他波段信號(hào)的影響，從而降低傳送數(shù)據(jù)的精確性。

1.2.3 電話線通信。這種通信方式指的是使用電話網(wǎng)絡(luò)來傳輸電能數(shù)據(jù)。這種通信傳輸?shù)耐顿Y少、安裝簡單，只需要在電能數(shù)據(jù)的發(fā)射、接受兩端安裝調(diào)制解調(diào)器即可。同時(shí)這種通信方式的傳輸速度高、可靠性強(qiáng)，因此在我國目前這種方式是最主要的。但是，電話線通信受到網(wǎng)絡(luò)的影響較大，可能會(huì)發(fā)生通道堵塞，導(dǎo)致電能數(shù)據(jù)的延遲傳輸。

1.3 電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)

由于我國目前大部分的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是電話線通信，電能數(shù)據(jù)在通過電話線通信系統(tǒng)傳輸后，到達(dá)電能數(shù)據(jù)的系統(tǒng)終端。經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器把電能數(shù)據(jù)的載波信號(hào)轉(zhuǎn)化為可供計(jì)算機(jī)識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，同時(shí)計(jì)算機(jī)會(huì)以二進(jìn)制的方式進(jìn)行電能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，最終在數(shù)據(jù)終端統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)當(dāng)中自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的電能數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)曲線，這種直觀性的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式由主電力運(yùn)營商對(duì)電力進(jìn)行合理經(jīng)濟(jì)的分配，從而確保電力的合理運(yùn)行，提升電力系統(tǒng)的供電安全可靠性。

2 自動(dòng)抄表技術(shù)在電能計(jì)量領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)抄表技術(shù)在電能計(jì)量領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1.1 通信信道

安全可靠的通信信道是確保自動(dòng)抄表技術(shù)正常發(fā)揮效用的關(guān)鍵因素。因而在選擇數(shù)據(jù)傳輸方式時(shí)要結(jié)合具體地理環(huán)境、用戶用電情況、投資成本、技術(shù)水平等條件綜合考慮。且不同國家的通信方式各不相同，西方發(fā)達(dá)地區(qū)在電能計(jì)量領(lǐng)域研究起步早，自動(dòng)抄表技術(shù)的應(yīng)用也相對(duì)成熟，對(duì)于利用配電網(wǎng)絡(luò)免去租用線路或占用頻段等問題的低壓電力線載波通信方式已有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。但在我國，迫于技術(shù)等條件限制，目前較普遍使用公用電話線通信方式。隨著技術(shù)的引進(jìn)及我國對(duì)相關(guān)領(lǐng)域研究的不斷深入，我國在電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)中應(yīng)用低壓電力載波等其它高性能通信方式上將逐漸成為可能。

2.1.2 集器和集中器

采集器和集中器是自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的電量數(shù)據(jù)交換裝置，由接口電路、存儲(chǔ)器、單片機(jī)組成。隨著高性能軟硬件平臺(tái)和高精度電能計(jì)量技術(shù)的不斷成熟，采集器和集中器在遠(yuǎn)程抄表、配備監(jiān)測(cè)、大用戶用電管理等方面的功能愈加完善，這將更有利于自動(dòng)抄表技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)等工作。

2.2 自動(dòng)抄表技術(shù)在電能計(jì)量領(lǐng)域中的應(yīng)用熱點(diǎn)

2.2.1 自動(dòng)抄表的安全性

中心處理及數(shù)據(jù)傳輸是涉及自動(dòng)抄表安全性的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。對(duì)于電能計(jì)量來說，數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確、可靠性無疑是至關(guān)重要的，為了保證這一點(diǎn)，就務(wù)必提高抄表系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，確保傳輸通道及終端數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)兩大安全系統(tǒng)的相對(duì)安全，未來對(duì)于自動(dòng)抄表技術(shù)的研究也將會(huì)朝著這個(gè)方向努力。其中主要的威脅因素是來自網(wǎng)絡(luò)黑客、病毒及人為操作失誤等方面，因此要采取有效措施做好防護(hù)工作。

2.2.2 電力線載波通信

電力線載波通信被看做是未來重要的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備總線通信技術(shù)，是通信系統(tǒng)中新的研究熱點(diǎn)。這種通信技術(shù)通過利用專門的調(diào)制解調(diào)器將信息調(diào)制為高頻信號(hào)，并把信號(hào)加載到電力線路中進(jìn)行通信。其最明顯的優(yōu)勢(shì)在于通信信道直接由電力線取代，而免去了另外設(shè)置通信信道的人、物力成本投資，不僅便于維護(hù)，而且增加了“即插即用”的靈活便捷性。目前，我國在10kV以上的電力線載波通信技術(shù)應(yīng)用上已有一定成就，但對(duì)于低壓等級(jí)的電力線載波技術(shù)的應(yīng)用仍有很大提升空間。

2.3自動(dòng)抄表技術(shù)在電能計(jì)量領(lǐng)域的未來應(yīng)用展望

隨著新科技產(chǎn)品的不斷更新和發(fā)展，電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)將有望進(jìn)一步突破現(xiàn)有格局，實(shí)現(xiàn)在衛(wèi)星通信、藍(lán)牙技術(shù)、無線局域網(wǎng)及嵌入型系統(tǒng)中的高效率應(yīng)用。例如，衛(wèi)星通信中的預(yù)約通信系統(tǒng)具有高效率、低成本的雙向通信特點(diǎn)，將其應(yīng)用于電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)中，則相當(dāng)于借用同步衛(wèi)星的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器來替代抄表車，因而可以更實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及自動(dòng)化操作。又如，將藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于電能計(jì)量抄表系統(tǒng)中，則可以借用藍(lán)牙在短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字語音及數(shù)據(jù)通信的功能，來對(duì)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行近距離便捷式設(shè)備間傳輸，從而實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)信息的快速采集和實(shí)時(shí)測(cè)控。除此之外，在自動(dòng)抄表系統(tǒng)的智能終端構(gòu)建無線局域網(wǎng)，或?qū)⑽⑻幚砥髑度氲诫姳碇校材軐?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高質(zhì)量、高速率及高性價(jià)比傳輸。

3 結(jié)束語

總而言之，自動(dòng)抄表技術(shù)的應(yīng)用不僅有效簡化了電能計(jì)量工作程序、降低了人力成本、提高了電力計(jì)量的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性，還能為電力企業(yè)準(zhǔn)確掌握配網(wǎng)信息及用戶用電情況創(chuàng)造了便利，是現(xiàn)代企業(yè)提高營銷效率及保障服務(wù)質(zhì)量的必要手段。相關(guān)人員應(yīng)始終貫徹安全高效原則，積極推廣和開發(fā)自動(dòng)抄表技術(shù)在電能計(jì)量領(lǐng)域中的應(yīng)用新途徑，從而推動(dòng)我國電力行業(yè)快速、高效發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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